imago_pack/linef.py

   1 """Lines finding module."""
   2
   3 from functools import partial
   4 import sys
   5 from math import sin, cos, pi
   6
   7 try:
   8     import Image, ImageDraw
   9 except ImportError, msg:
  10     print >> sys.stderr, msg
  11     sys.exit(1)
  12
  13 import filters
  14 from hough import Hough
  15
  16 def find_lines(image, show_all, do_something, verbose):
  17     """Find lines in the *image*."""
  18     # TODO refactor into smaller functions
  19
  20     if verbose:
  21         print >> sys.stderr, "preprocessing"
  22
  23     if show_all:
  24         do_something(image, "original image")
  25
  26     im_l = image.convert('L')
  27     if show_all:
  28         do_something(im_l, "ITU-R 601-2 luma transform")
  29
  30     if verbose:
  31         print >> sys.stderr, "edge detection"
  32
  33     im_edges = filters.edge_detection(im_l)
  34     if show_all:
  35         do_something(im_edges, "edge detection")
  36
  37     im_h = filters.high_pass(im_edges, 100)
  38     if show_all:
  39         do_something(im_h, "high pass filters")
  40
  41     if verbose:
  42         print >> sys.stderr, "hough transform"
  43
  44     im_hough = Hough.Transform(im_h)
  45     if show_all:
  46         do_something(im_hough.image, "hough transform")
  47
  48    # im_hough.image = filters.peaks(im_hough.image)
  49    # if show_all:
  50    #     do_something(im_hough.image, "peak extraction")
  51
  52     im_h2 = im_hough.apply_filter(partial(filters.high_pass, height=96))
  53     if show_all:
  54         do_something(im_h2.image, "second high pass filters")
  55
  56     im_h2 = im_h2.apply_filter(filters.components2)
  57     if show_all:
  58         do_something(im_h2.image, "components centers")
  59
  60     if verbose:
  61         print >> sys.stderr, "second hough transform"
  62
  63     # im_hough might be used instead im_h2, but at the moment it brings a lot of
  64     # noise to the second transform, which later confuses the center-finding
  65     # mechanism (which is not very robust yet)
  66     im_hough2 = Hough.Transform(im_h2.image)
  67     if show_all:
  68         do_something(im_hough2.image, "second hough transform")
  69
  70     im_h3 = im_hough2.apply_filter(partial(filters.high_pass, height=120))
  71     if show_all:
  72         do_something(im_h3.image, "third high pass filter")
  73
  74     im_h3 = im_h3.apply_filter(filters.components)
  75     if show_all:
  76         do_something(im_h3.image, "half centers")
  77
  78     if verbose:
  79         print >> sys.stderr, "finding the grid"
  80
  81     lines_m = im_h3.all_lines_h()
  82     lines = []
  83     im_c = im_h2.image.convert('RGB').convert('RGB', (1, 0.5, 0.5, 0))
  84     draw_c = ImageDraw.Draw(im_c)
  85     bounds = []
  86
  87     for line_l in lines_m:
  88         im_line = Image.new('L', im_h2.size)
  89         draw = ImageDraw.Draw(im_line)
  90         line_points = set()
  91         for line in line_l:
  92             draw.line(line_from_angl_dist(line, im_h2.size), fill=255, width=7)
  93             draw_c.line(line_from_angl_dist(line, im_c.size),
  94                         fill=(70, 70, 70), width=7)
  95             for p in combine(im_h2.image, im_line):
  96                 line_points.add(p)
  97         for point in line_points:
  98             draw_c.point(point, fill=(120, 255, 120))
  99         lines.append(im_hough.lines_from_list(line_points))
 100         line_points = list(line_points)
 101         line_points.sort()
 102         bounds += [line_points[0], line_points[-1]]
 103
 104     if show_all:
 105         do_something(im_c, "hough x lines")
 106
 107     image_g = image.copy()
 108     draw = ImageDraw.Draw(image_g)
 109     for line in [l for s in lines for l in s]:
 110         draw.line(line_from_angl_dist(line, image.size), fill=(120, 255, 120))
 111     if show_all:
 112         do_something(image_g, "lines")
 113
 114     return lines, lines_m[0][0], lines_m[1][0], bounds, im_hough
 115
 116 def combine(image1, image2):
 117     """Return a list of points that are present in both images."""
 118     im_l1 = image1.load()
 119     im_l2 = image2.load()
 120
 121     on_both = []
 122
 123     for x in xrange(image1.size[0]):
 124         for y in xrange(image1.size[1]):
 125             if im_l1[x, y] and im_l2[x, y]:
 126                 on_both.append((x, y))
 127     return on_both
 128
 129 def line_from_angl_dist((angle, distance), size):
 130     """Take *angle* and *distance* (from the center of the image) of a line and
 131     size of the image. Return the line represented by two points."""
 132     if pi / 4 < angle < 3 * pi / 4:
 133         y1 = - size[1] / 2
 134         x1 = int(round((y1 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 135         y2 = size[1] / 2
 136         x2 = int(round((y2 * cos(angle) + distance) / sin(angle))) + size[0] / 2
 137         return [(x1, 0), (x2, size[1])]
 138     else:
 139         x1 = - size[0] / 2
 140         y1 = int(round((x1 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 141         x2 = size[0] / 2
 142         y2 = int(round((x2 * sin(angle) - distance) / cos(angle))) + size[1] / 2
 143         return [(0, y1), (size[0], y2)]